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2025省哈尔滨三中高一上学期12月月考试题生物含解析
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一、单选题(本题共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合要求)
1. 关于技术进步与科学发现之间的促进关系,下列叙述错误的是( )
A. 光学显微镜的发明促进细胞学说的提出
B. 差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C. 欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析,提出膜是由脂质和蛋白质组成的
D. 卡尔文运用同位素标记法探明了碳元素在暗反应中的转移途径
【答案】C
【解析】
【分析】差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来,使得科学家能够单独对各种细胞器进行研究和分析,从而极大地促进了对细胞器的结构、功能等方面的认识。像线粒体、叶绿体、内质网等细胞器的详细研究,都得益于差速离心法的应用。
【详解】A、由于光学显微镜的发明,才得以对动植物细胞进行观察,促进了细胞学说的提出,A正确;
B、差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来,促进对细胞器的认识,B正确;
C、欧文顿是通过能溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更易通过细胞膜这一现象,推断出膜由脂质构成的,并未进行膜成分的提取和化学分析,C错误;
D、卡尔文运用同位素标记法标记了14C元素,探明了碳元素在暗反应中的转移途径,D正确。
故选C。
2. 下列关于乳酸菌和酵母菌共性的叙述,错误的是( )
A. 都具有细胞膜和细胞质
B. 都能彻底氧化分解葡萄糖
C. 都在核糖体上合成蛋白质
D. 都以 DNA 作为遗传物质
【答案】B
【解析】
【分析】由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体,原核细胞只有核
糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
【详解】A、乳酸菌和酵母菌都属于细胞生物,含有细胞膜和细胞质,A正确;
B、乳酸菌只进行无氧呼吸,不能彻底氧化分解葡萄糖成二氧化碳和水,B错误;
C、乳酸菌和酵母菌都属于细胞生物,都含有核糖体,蛋白质都在核糖体上合成,C正确;
D、乳酸菌和酵母菌都属于细胞生物,都以 DNA 作为遗传物质,D正确。
故选B。
3. 下列叙述与生物学中“结构与功能相适应”的观点不相符合的是 ( )
A. 胰岛素原经过加工形成胰岛素,才具有降血糖的功能
B. 蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素,所以可以进行光合作用
C. 草履虫具有纤毛结构,有利于其运动
D. 淀粉、糖原等多糖由于其基本单位不同,功能有所不同
【答案】D
【解析】
【分析】蓝细菌是原核生物,其细胞中不含叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用。
【详解】A、胰岛素原经过加工形成胰岛素,胰岛素才具有降血糖的功能,体现了结构与功能相适应的观点,A正确;
B、蓝细菌为原核生物,含有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用,属于自养生物,体现了结构与功能相适应的观点,B正确;
C、草履虫具有纤毛结构,有利于其运动,体现了结构与功能相适应观点,C正确。
D、淀粉、糖原两种多糖的基本单位相同都是葡萄糖,D错误。
故选D。
4. 下列有关实验叙述正确的是 ( )
A. 选用最长物镜和最短目镜时,视野内细胞最大,细胞数目最少
B. 可用菠菜下表皮细胞、黑藻叶片等观察叶绿体和细胞质流动
C. 当渗透装置中长颈漏斗内液面不再升高时,漏斗内溶液与烧杯内溶液浓度相等
D. 探究植物细胞的吸水和失水实验中,选用 10g/ ml蔗糖溶液可使实验现象更明显
【答案】A
【解析】
【分析】动物细胞吸水的原理是,细胞内液的浓度与外界溶液浓度有差异,导致细胞吸水或失水。渗透作用发生的条件有,一是具有一层半透膜,二是膜两侧的溶液具有浓度差。
【详解】A、物镜放大倍数与镜身长度成正比,目镜放大倍数与镜身成反比,故选用最长物镜和最短目镜时,视野内细胞最大,细胞数目最少,A正确;
B、可用菠菜下表皮稍带叶肉细胞可用来观察叶绿体和细胞质流动,只有下表皮细胞没有叶绿体,B错误;
C、当渗透装置中长颈漏斗内液面不再升高时,漏斗内溶液的渗透压与水柱对水分子的压力相等,表现为水分子进出半透膜数量相等,此时漏斗内溶液浓度大于烧杯内溶液浓度,C错误;
D、探究植物细胞的吸水和失水实验中,选用 10g/ ml蔗糖溶液浓度过大,细胞只会失水发生质壁分离,由于失水过多细胞死亡,观察不到细胞质壁分离复原而吸水,D错误。
故选A。
5. 随着社会经济的发展,人们对健康的生活方式日益关注。下列相关叙述正确的是( )
A. 补充某些特定的核酸,可以增强机体修复受损DNA 的能力
B. 无糖全麦饼干不含糖类,糖尿病患者可放心食用
C. 适当多吃含纤维素的食物,有利于胃肠的蠕动
D. 卧室多摆放绿植,可以提高夜间室内氧气浓度,有助睡眠
【答案】C
【解析】
【分析】糖类分为单糖、二糖和多糖,葡萄糖和核糖、脱氧核糖是单糖,葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质,核糖是RNA的组成成分.脱氧核糖是DNA的组成成分;淀粉是植物细胞的储能物质,糖原是动物细胞的储能物质,纤维素是细胞壁的组成成分,淀粉、糖原、纤维素都属于多糖。
【详解】A、无论是食物中的核酸还是补充特定的核酸,都不能直接被细胞利用,需要被分解成小分子才能进入细胞,因此补充某些特定的核酸,不能增强基因的修复能力,A错误;
B、无糖全麦饼干虽然不含添加糖,但全麦面粉本身是一种多糖,属于糖类的一种。在消化过程中,多糖会被分解成单糖(如葡萄糖)供机体吸收利用;因此,无糖全麦饼干并非不含糖类,糖尿病患者食用时仍需注意控制摄入量,B错误;
C、纤维素被人体摄入后可以促进肠道蠕动,抑制肠道有害细菌的活动,同时也有利于肠道中有害物质的排出,C正确;
D、绿植在白天通过光合作用能够释放氧气并吸收二氧化碳,但在夜间它们会进行呼吸作用消耗氧气并释放二氧化碳。因此,卧室多摆放绿植在夜间并不会提高室内氧气浓度,反而可能降低氧气浓度,不利于睡眠、D错误。
故选C。
6. 仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是( )
A. 细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B. 干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C. 失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D. 干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
【答案】B
【解析】
【分析】成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间,将细胞质挤成一薄层,所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层有选择透过性,相当于一层半透膜,植物细胞也能通过原生质发生吸水或失水现象。
【详解】A、细胞失水过程中,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A正确;
B、依题意,干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则外层细胞的细胞液单糖多,且外层细胞还能进行光合作用合成单糖,故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高,B错误;
C、依题意,内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;
D、依题意,干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D正确。
故选B。
7. 下列关于酶的叙述,正确的是 ( )
A. 胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存
B. 作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物
C. 从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
D. 酵母菌中与发酵产酒精相关的酶,分布于其线粒体内膜上
【答案】C
【解析】
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,应在最适pH、低温条件下保存。原核生物只有唯一的细胞器核糖体,无细胞核和其他细胞器。
【详解】A、胃蛋白酶应在酸性、低温下保存,A错误;
B、酶作用的反应物不一定是有机物,如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物,B错误;
C、成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物,所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶,C正确;
D、酵母菌中与发酵产酒精相关的酶,分布于其细胞质基质,D错误。
故选C。
8. 心肌细胞上广泛存在Na⁺-K⁺泵和Na⁺- Ca²⁺交换体(转入 Na⁺的同时排出 Ca²⁺) ,两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na⁺-K⁺泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是 ( )
A. 该过程中 Ca²⁺协助扩散加快
B. 心肌收缩力下降
C. 细胞内液的钾离子浓度升高
D. 细胞膜上Na⁺- Ca²⁺交换体的活动减弱
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:Na+-K+泵消耗ATP将K+从细胞外运到细胞内,将Na+从细胞内运到细胞外,均为主动运输;细胞排出Ca2+需要消耗Na+势能,为主动运输。
【详解】A、该过程中 Ca²⁺的运输属于主动运输,A错误;
B、由题干和分析可知,药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,影响Na+势能,从而导致Ca2+无法从细胞内转运到细胞外,使得细胞质中Ca2+浓度升高,导致心肌收缩力升高,B错误;
C、由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,导致细胞内Na+浓度增高,K+浓度降低,C错误;
D、由题干和图可知,药物可以特异性阻断细胞膜上Na+-K+泵,影响Na+势能,细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动减弱,D正确。
故选C。
9. 下列有关跨膜运输的叙述中,正确的是 ( )
A. 中耕松土会促进玉米根细胞对土壤溶液中K⁺的吸收
B. 胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量,因此胰岛素出入细胞属于主动运输
C. 一个成熟的植物细胞,它的原生质层主要包括细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
D. 非洲爪蟾卵黄原蛋白在肝脏中合成,经血液循环运输到卵巢,再进入卵母细胞,卵黄原蛋白进入卵母细胞需载体蛋白的协助
【答案】A
【解析】
【分析】1、被动运输:简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是最简单的跨膜运输方式,不需能量。被动运输又分为自由扩散和协助扩散。
2、主动运输:小分子物质从低浓度运输到高浓度,如:矿物质离子,葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。
3、胞吞胞吐:一般是大分子物质的跨膜运输,需能量。
【详解】A、中耕松土能增加土壤中的氧气含量,会促进玉米根细胞有氧呼吸,则根细胞对土壤溶液中K+的吸收也增加,A正确;
B、胰岛B细胞分泌胰岛素的过程为胞吐,该过程消耗能量,B错误;
C、原生质层包括细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质,C错误;
D、卵黄原蛋白(大分子物质)进入卵母细胞的方式为胞吞,该过程需要膜蛋白,但不需要载体蛋白的协助,D错误。
故选A。
10. 在细胞呼吸过程中,若有CO2产生,则下列叙述正确的是( )
A. 不一定发生有氧呼吸,但一定有水产生
B. 不一定发生无氧呼吸,但一定有能量释放
C. 不一定在生物膜上进行,但一定有酒精产生
D. 不一定在线粒体中进行,但一定有葡萄糖的消耗
【答案】B
【解析】
【分析】有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。
【详解】有水产生的呼吸方式一定是有氧呼吸,A错误;细胞有氧呼吸过程中有CO2产生,且一定有能量
释放,B正确;细胞有氧呼吸过程中,CO2产生于第二阶段,发生在线粒体基质中,不是在生物膜上进行,也没有酒精产生,C错误;细胞呼吸的底物一般是葡萄糖,但也可以是脂肪或蛋白质,D错误。故选B。
【点睛】易错点:有氧呼吸的三个阶段均可产生能量,无氧呼吸的第一阶段可产生能量,第二阶段不产生能量。
11. 下列有关生物学实验中观察指标的描述,错误的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【分析】色素的提取和分离实验原理:(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中,所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。纸层析法:色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢,因而可用层析液将不同色素进行分离。
【详解】A、洋葱鳞片叶表皮细胞是成熟的植物细胞,有一个中央大液泡,细胞液呈紫色,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,紫色的液泡缩小,原生质层的位置回缩;当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水,紫色的液泡变大,原生质层的位置扩大,使质壁分离复原,A正确;
B、绿叶中色素的提取和分离实验是通过特定的溶剂提取绿叶中的色素,并利用色素在滤纸上的扩散速度不同来分离它们。在实验中,主要观察的是滤纸条上色素带的数量(反映色素的种类)、颜色(反映色素的吸收光谱)和宽窄(反映色素的含量),B正确;
C、在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,主要的观察指标是酵母菌在不同条件下的呼吸产物,C错误;
D、探究光照强度对光合作用强度的影响,光合作用产生的氧气越多,叶片浮起数量越多,D正确。
故选C。
12. 细胞中生命活动绝大多数所需要的能量都是由ATP 直接提供的。研究发现,ATP 还可以传导信号,其
选项
实验名称
主要的观察指标
A
探究植物细胞的吸水和失水
液泡大小的变化和原生质层位置的变化
B
绿叶中色素的提取和分离
滤纸条上色素带的数量、颜色和宽窄
C
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌培养液中通入空气的量
D
探究光照强度对光合作用强度的影响
单位时间内叶圆片上浮的数量
转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A. ATP 通过途径①转运到细胞外的过程不需要消耗能量
B. ATP 通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变
C. 若ATP 经过途径③运输,既消耗能量也需要蛋白参与
D. ATP 的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的特殊化学键中
【答案】D
【解析】
【分析】许多吸能反应与ATP水解反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应与ATP合成相联系,释放的能量储存在ATP中,用来为吸能反应直接供能。 ATP水解得到ADP和Pi,并释放出能量,直接为各项生命活动供能。
【详解】A、ATP经过途径①是不需要与通道蛋白结合的,属于协助扩散、不消耗能量,A正确;
B、ATP通过途径②转运到细胞外时需要与载体蛋白结合,会发生载体蛋白构象的改变,B正确;
C、若ATP 经过途径③胞吐的方式运输,该方式需要消耗能量,需要细胞膜上的蛋白参与,C正确;
D、ATP的能量主要贮存在相邻的磷酸基团之间的特殊化学键中,D错误。
故选D。
13. 癌细胞生长、发展、转移等过程的代谢基础是通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”,生长迅速的肿瘤细胞即使在氧气充足的条件下也会发生。下列叙述错误的是( )
A. “瓦堡效应”产生丙酮酸的过程与有氧呼吸第一阶段相同
B. “瓦堡效应”把大部分能量贮存在 ATP 中
C. “瓦堡效应”发生的场所是细胞质基质
D. 当获得等量能量时,“瓦堡效应”导致生长迅速的癌细胞消耗葡萄糖比正常细胞多
【答案】B
【解析】
【分析】动物细胞无氧呼吸两个阶段的反应:第一阶段:反应场所:细胞质基质;葡萄糖分解产生丙酮酸和[H];第二阶段:反应场所:细胞质基质;丙酮酸和[H]反应产生乳酸。只有第一阶段释放少量能量,合成少量ATP。
【详解】A、“瓦堡效应”细胞进行无氧呼吸,产生丙酮酸的过程与有氧呼吸第一阶段相同,是发生细胞质基质,A正确;
B、“瓦堡效应”癌细胞进行无氧呼吸,大部分能量存储在氧化分解不彻底的乳酸中,B错误;
C、“瓦堡效应”为癌细胞的无氧呼吸过程,无氧呼吸都发生在细胞质基质,C正确;
D、无氧呼吸释放的能量较少,故当获得等量能量时,“瓦堡效应”导致生长迅速的癌细胞消耗葡萄糖比正常细胞多,D正确。
故选B。
14. 巴斯德发现,利用酵母菌酿酒时,如果发酵容器中存在O₂,会导致酒精产生停止,这就是所谓的巴斯德效应。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是( )
A. NADH+O2→H2O,线粒体内膜
B. 丙酮酸+O2→CO2,线粒体基质
C. 酒精+O₂→丙酮酸,细胞质基质
D. 丙酮酸+H2O→CO2+NADH,线粒体内膜
【答案】A
【解析】
【分析】利用酵母菌酿酒的时候,如果发酵容器存在氧气,会导致酒精产生停止,这就是所谓的巴斯德效应,也就是巴斯德效应需要在无氧条件下,生成酒精和二氧化碳,如果有氧气会抑制无氧呼吸。
【详解】A、有氧第三阶段在线粒体内膜,NADH+O2→H2O,直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应,A正确;
BD、丙酮酸在线粒体基质与水反应生成二氧化碳和NADH,BD错误;
C、酵母菌在无氧条件下,在细胞质基质将葡萄糖分解生成酒精和二氧化碳,如无氧呼吸混入氧气,则无氧呼吸受到抑制,酒精产生停止,C错误。
故选A。
15. 酶是细胞代谢不可缺少的催化剂,ATP是生命活动的直接能源物质。下图是ATP逐级水解的过程图,下列相关叙述错误的是( )
A. 酶a广泛分布在所有细胞的各种结构中
B. ATP水解产生的③和④分别是腺苷和磷酸
C. 一分子ATP水解为③的过程中,阶段II释放的⑤最多
D. 动物细胞与植物细胞相比,ATP合成与水解过程中的能量来源与去向不完全相同
【答案】C
【解析】
【分析】由图判断:①是ADP、②是AMP、③是腺苷、④是磷酸、⑤是水解释放的能量。
【详解】A、酶a为ATP水解酶,水解ATP释放能量,ATP是细胞生命活动的直接能源物质,则酶a广泛分布在所有细胞的各种结构中,A正确;
B、ATP逐级水解产生的③为腺苷,④是磷酸,B正确;
C、一分子ATP水解为③的过程中,阶段I、阶段IⅠ都是高能磷酸键的断裂,释放的能量都最多,C错误;
D、动物细胞中ATP的合成能量来自呼吸作用,植物细胞ATP的合成除了来自呼吸作用外,还可来自光合作用,D正确。
故选C。
16. 西红柿叶肉细胞进行光合、呼吸作用过程如图1所示(①~④表示过程)。在CO₂充足的条件下西红柿植株的呼吸、光合速率变化曲线如图2所示,下列说法正确的是( )
A. 图1中,①②发生的场所是叶绿体,③④发生的场所是线粒体
B. 图1中,晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP 的过程是①③④
C. 图2中两曲线的交点处,叶肉细胞不吸收外界的CO₂
D. 图2中,9~10h间,光合速率迅速下降,最可能发生变化的环境因素是温度
【答案】B
【解析】
【分析】由题图2可知,光合速率的变化情况为:0~2h,光合速率上升;2~9h,光合速率保持相对稳定;9~10h,光合速率迅速下降。呼吸速率的变化情况为:0~8h,呼吸速率上升;8~10h,呼吸速率保持相对稳定;10~12h,呼吸速率下降。
【详解】A、图1中,①过程中H2O分解产生O2和H+,是光合作用的光反应阶段,合成ATP,发生在叶绿体中,②过程中H+将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应,消耗合成ATP,发生在叶绿体中,④过程是C6H12O6分解成CO2和H+是有氧呼吸的第一和第二阶段,合成ATP,发生在细胞质基质和线粒体基质,③过程是H+与O2结合生成水,有氧呼吸第三阶段,合成ATP,发生在线粒体内膜,A错误;B正确;
C、图2表示 的是植株的光合速率与呼吸速率,A点时光合速率与呼吸速率相等,因植物只有叶肉细胞能光合作用,因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等,因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率,因此叶肉细胞会吸收外界的CO2,C错误;
D、图2中,9-10h间,光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降,也可能是突然停止光照,但呼吸作用也受到温度影响,而呼吸速率并没有明显下降,故不是温度变化,D错误。
故选B。
17. “诱导契合学说”认为:酶活性部位的结构开始并不和底物的结构完全吻合,当底物与酶相遇时可诱导酶活性部位的构象发生变化,使底物和酶契合形成络合物,进而生成产物。产物从酶上脱落后,酶活性部位又恢复到原构象。下列说法错误的是( )
A. 酶与底物形成络合物时,降低了底物转化成产物所需的活化能
B. 酶活性部位的构象发生变化有利于化学反应的进行
C. 酶受底物诱导的同时,底物结构也发生变化
D. 这个模型说明酶不具有专一性
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析,酶分子有一定的形状,恰好能和底物分子结合,酶与底物结合形成酶—底物复合物,然后这个复合物会发生一定的形状变化,使底物变成产物,酶从复合物上脱落,同时酶分子恢复原状。
【详解】A、酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能,故酶与底物形成络合物时,降低了底物转化成产物所需的活化能,A正确;
B、由题干“当底物与酶相遇时可诱导酶活性中心的构象发生变化,使底物和酶契合形成络合物,进而生成产物”可知,酶活性部位的构象发生变化有利于化学反应的进行,B正确;
C、酶活性中心的构象发生变化,底物与酶的中心构象是契合的,故酶受底物诱导的同时,底物结构也发生变化,C正确;
D、酶的专一性是指一种酶能催化一种或一类化学反应,该模型无法说明酶不具有专一性,D错误。
故选D。
18. 如图表示某植物叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内叶肉细胞CO₂释放量和叶绿体 O₂释放总量的变化。下列判断错误的是 ( )
A. 光照强度为a时,叶肉细胞只进行呼吸作用
B. 光照强度为b时,呼吸作用强度是光合作用强度的两倍
C. 光照强度为c时,与叶肉细胞呼吸作用相比,光合作用较强
D. 光照强度为d时,叶肉细胞单位时间内从外界吸收2个单位的CO₂
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析:a表示整个叶肉细胞的呼吸作用速率,b点表示叶肉细胞的光合作用速率小于呼吸作用速率,c点表示整个叶肉细胞的光补偿点,此时整个叶肉细胞的光合作用速率=整个叶肉细胞的呼吸作用
速率,d点时,光合作用大于呼吸作用,叶肉细胞有有机物的积累。
【详解】A、光照强度为a时,叶肉细胞没有氧气的产生,因此不进行光合作用,只进行呼吸作用,A正确;
B、光照强度为b时,叶肉细胞的呼吸速率不变,与图a相同为6,只是部分二氧化碳被光合作用吸收,因此光合作用速率为3,呼吸作用速率为6,呼吸作用强度是光合作用强度的两倍,B正确;
C、光照强度为c时,二氧化碳释放量为0,叶肉细胞光合作用速率为6,呼吸作用速率为6,叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用的强度,C错误;
D、光照强度为d时,图中看出,氧气的产生量为8单位,即光合作用要吸收8单位的二氧化碳,呼吸作用产生6个单位的二氧化碳,因此叶肉细胞单位时间内从外界吸收2个单位的CO2,D正确。
故选C。
19. 下列增产措施原理描述错误的是 ( )
A. “小暑不种薯,立伏不种豆”是因为不同的植物体内酶的最适温度条件不同
B. “玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作,可增加光能利用率
C. “正其行,通其风”指的是合理种植,提高O₂和CO₂流通,加强呼吸作用
D. “有收无收在于水,收多收少在于肥”说明了植物的生长和发育过程离不开水和无机盐
【答案】C
【解析】
【分析】间作是指在同一生长期内,同一块耕地上间隔地种植两种或两种以上作物。
【详解】A、“小暑不种薯,立伏不种豆”强调温度等气候对植物生长的影响,不同的植物体内酶的最适温度条件不同,则需要的环境温度不同,A正确;
B、“玉米带大豆,十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作,充分利用了光照资源,增加了光能利用率,B正确;
C、“正其行,通其风”指的是合理种植,提高O2和CO2流通,增加二氧化碳浓度,以加强植物的光合作用,C错误;
D、“有收无收在于水,收多收少在于肥”是因为绿色植物的生活需要水,水是植物体的重要组成成分,植物体内水分充足时,植株才能硬挺,保持直立的姿态,叶片才能舒展,有利于光合作用,提高产量;植物的生长需要多种无机盐,无机盐必须溶解在水中植物才能吸收利用,不同的无机盐功能不同,D正确。
故选C。
20. 蛋白质糖基化是在糖基转移酶的作用下,糖与多肽链中特定氨基酸的侧链基团发生反应的过程。真核细胞中该过程起始于内质网,结束于高尔基体。经糖基化形成的糖蛋白对蛋白酶具有较强的抗性。下列叙
述错误的是( )
A. 内质网和高尔基体中可能都存在糖基转移酶
B. 多肽链中氨基酸的种类和数目会影响糖基化修饰
C. 溶酶体膜外侧的蛋白质糖基化修饰程度比内侧高
D. 内质网的功能障碍可能会影响细胞间的识别作用
【答案】C
【解析】
【分析】据题分析,蛋白质糖基化是糖与多肽链中特定氨基酸的侧链基团发生反应,所以多肽链中氨基酸的种类和数目会影响糖基化修饰;该过程起始于内质网,结束于高尔基体,若内质网的功能障碍则糖基化不能形成,滞留在内质网,从而影响细胞间的识别作用。
【详解】A、由题意“糖基化过程起始于内质网,结束于高尔基体”可知,这个过程需要糖基转移酶的参与,所以内质网和高尔基体中可能都存在糖基转移酶,A正确;
B、根据题意,蛋白质糖基化是糖与多肽链中特定氨基酸的侧链基团发生反应,所以多肽链中氨基酸的种类和数目会影响糖基化修饰,B正确;
C、溶酶体内含有较多的水解酶,但是溶酶体自身的膜蛋白却不会被水解酶水解,推测溶酶体膜外侧的蛋白质糖基化修饰程度比内侧低,C错误;
D、蛋白质糖基化过程起始于内质网,所以内质网的功能障碍会影响蛋白质糖基化,从而影响细胞间的识别作用,D正确。
故选C。
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
21. 水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H⁺转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法错误的是( )
A. 正常玉米根细胞液泡内pH 高于细胞质基质
B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[ H ]增多以缓解酸中毒
【答案】ACD
【解析】
【分析】玉米细胞无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,过多的酒精会造成根细胞死亡,别一方面玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。
【详解】A、正常玉米根细胞液泡膜上的H+转运蛋白可将细胞质基质中的H+转运进入液泡,此过程消耗能量所以为主动运输,也就是说H+从低浓度的细胞质基质转运进入高浓度的液泡中,所以细胞液泡内pH低于细胞质基质,A错误;
B、有氧呼吸和酒精发酵的无氧呼吸都可以产生CO2,所以检测到水淹的玉米根有CO2的产生不一定是根细胞无氧呼吸产生的,B正确;
C、转换为丙酮酸产酒精途径时不释放能量,不产生ATP,不能缓解能量供应不足,C错误;
D、丙酮酸产酒精途径消耗的[H]与产乳酸途径时消耗的[H]一样多,细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒是因为乳酸含量降低导致,D错误。
故选ACD。
22. 现有科研人员为了比较大蒜和香菜吸收磷的速率,在其他条件都适宜的情况下,通过实验得到下表数据:
下列有关说法错误的是 ( )
A. 大蒜和香菜吸收磷的方式是主动运输
B. 大蒜和香菜吸收的磷可用于其细胞内 ATP、核酸等物质的合成
C. 据表中数据可知,香菜在水体中磷含量大于1.0mg/L时对磷的吸收效果比大蒜好
D. 当水中磷酸盐浓度大于 1.0mg/L,限制香菜吸收磷速率的因素主要是转运蛋白的数量
【答案】AC
【解析】
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体蛋白和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,
水中磷酸盐浓度/(mg/L)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
吸收速率/(×10⁻³mg/L·h)
大蒜
1.1
1.2
1.3
1.35
1.35
1.35
香菜
0.8
1.2
1.5
1.7
1.8
1.8
K+等。
【详解】A、当磷酸盐浓度达到0.8 mg•L-1和1.0mg•L-1之后,大蒜和香菜吸收速率都不再随着磷酸盐浓度的增加而增加,表明此时限制其速率增加的原因是转运蛋白的数量,因此推知大蒜和香菜吸收磷的方式可能是主动运输或协助扩散,A错误;
B、ATP和核酸的组成元素有C、H、O、N、P,根系吸收的磷可用于细胞合成ATP、核酸等物质,B正确;
C、据表中数据可知,香菜在水体中磷含量大于0.4mg/L时对磷的吸收效果比大蒜好,C错误;
D、当水中磷酸盐浓度大于1.0mg/L,香菜对磷的吸收速率不变,说明转运蛋白达到饱和,此时限制香菜吸收磷的速率因素主要是转运蛋白的数量,D正确;
故选AC。
23. 施一公团队解析核孔复合物(NPC)高分辨率结构的研究论文,震撼了结构分子生物学领域。文中提到,真核生物最重要的遗传物质DNA 主要位于核内,而一些最重要的功能蛋白和结构蛋白的合成却主要位于核外,因此真核生物细胞质和细胞核之间有一个双向通道,组成这个通道的生物大分子就是NPC。下列相关分析错误的是 ( )
A. NPC 的数量与细胞代谢强度有关
B. NPC 是细胞核行使遗传功能的结构
C. 蛋白质和小分子都可以随意通过NPC 进出细胞核
D. 附着有NPC 的核膜与内质网膜、高尔基体膜直接相连
【答案】BCD
【解析】
【分析】分析题意可知,真核生物细胞质和细胞核之间有一个双向通道,组成这个通道的生物大分子就是NPC,则NPC的功能相当于核孔。
【详解】A、分析题意可知,NPC是真核生物细胞质和细胞核之间有一个双向通道,因此可以实现细胞核和细胞质的物质交换和信息交流,故NPC的数量与细胞代谢强度有关,A正确;
B、细胞核行使遗传功能的结构是染色质,不是NPC,B错误;
C、NPC相当于核孔,具有选择透过性,蛋白质和小分子不能随意通过NPC进出细胞核,C错误;
D、附着有NPC的核膜与内质网膜直接相连,但不能与高尔基体膜直接相连,D错误。
故选BCD。
24. 电子传递链是一系列电子载体按照对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统,其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是细胞呼吸过程中电子传递链的部分示意图。下列说法正确的是( )
A. 图示生物膜可能是线粒体内膜
B. 图示过程发生于有氧呼吸第三阶段
C. 图中膜蛋白参与了物质运输和能量转换
D. 图示中产物水中的氢均来自丙酮酸的分解和参与反应的水
【答案】ABC
【解析】
【分析】细胞的有氧呼吸是指需氧代谢类型的细胞在有氧条件下,将细胞内的有机物氧化分解产生CO2和H2O,并将葡萄糖中的化学能转化为其他形式的能量的过程。有氧呼吸有三个阶段:第一阶段是葡萄糖生成丙酮酸的过程;第二阶段称丙酮酸经过一系列的氧化反应,最终生成CO2和[H];第三阶段为电子传递链过程,前两个阶段产生的[H]最终与O2反应生成水,并产生大量能量的过程。
【详解】A、图示生物膜进行电子传递链过程,且[H]与O2反应生成水,属于有氧呼吸第三阶段,真核生物发生在线粒体内膜上,A正确;
B、图示过程发生电子传递链过程,属于有氧呼吸第三阶段,B正确;
C、由图可知,图中膜蛋白参与了物质运输(H+的运输)和能量转换(ATP的形成),C正确;
D、图示中的H+来自葡萄糖的分解、丙酮酸的分解和参与反应的水,D错误。
故选ABC。
25. 将长势相同的该植物幼苗分成若干组,分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜),暗处理1h,再光照1h,测其干重变化,得到如图所示的结果。下列说法错误的是 ( )
A. 32 ℃时植物的光合速率大于呼吸速率
B. 该植物进行光合作用时,当光照强度突然减少,C₃的量增加
C. 恒温28 ℃条件下,24小时内,当光照时间达到6小时,该植物幼苗可正常生长
D. 将该植物放在 H₂¹⁸O的水中培养,光照一段时间后可以在体内发现(CH218O)
【答案】C
【解析】
【分析】暗处理1h前后的重量变化反映呼吸速率;光照后与暗处理前的重量变化反映光合速率-2×呼吸速率。
【详解】A、32℃时,暗处理lh后的重量变化是-4mg,说明呼吸速率是4mg/h,光照1h后与暗处理前的变化是0mg,说明此条件下光合速率是8mg/h,光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍,A正确;
B、当光照强度突然减少时,光反应减弱,产生的ATP和NADPH减少,导致三碳化合物的还原受阻,但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响,故当光照强度突然减少时,C3的量增加,B正确;
C、据图中信息可知,28°C条件下呼吸速率是2mg/h,光合速率是3+2+2=7mg/h,设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温28℃条件下,至少需要光照X小时以上,该番茄幼苗才能正常生长,则有7X-2×24=0,可求出X=6.9h,故当光照时间达到6.9小时,该植物幼苗可正常生长,C错误;
D、将该植物放在H218O的水中培养,H218O先通过有氧呼吸第二阶段进入C18O2,然后再通过光合作用暗反应进入到有机物(CH218O)中,D正确。
故选C。
三、非选择题(本题共5小题,共45分,除特殊标注外,每空1分)
26. 图1为细胞中生物膜系统的概念图,C~F为具膜细胞器,①②代表分泌蛋白的转移途径。人体细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三类有机物的含量如图2所示。请回答下列问题:
(1)A结构的名称是________,未能在图中表示出来的具膜细胞器有________。
(2)_________(填名称) 是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输的通道; 参与蛋白质加工、分类、包装,有“交通枢纽”之称的结构是_________(填名称) 。
(3)若该分泌蛋白为激素,可与靶细胞膜上的________结合,引起靶细胞的生理活动发生变化,此过程体现了细胞膜具有________的功能。
(4)图2中的甲对应图1中的结构_________(填字母) ,图2中的乙对应图1中的结构__________(填字母) ,图1中C、D生物膜的功能差别较大,从组成成分角度分析,其主要原因是__________。
【答案】(1) ①. 核膜 ②. 液泡和溶酶体
(2) ①. 内质网 ②. 高尔基体
(3) ①. 受体##受体蛋白 ②. 进行细胞间的信息交流
(4) ①. D ②. E、F ③. 生物膜中蛋白质的种类和数量不同
【解析】
【分析】分析图1,A双层膜结构的是核膜,B是细胞膜,C表示叶绿体,D表示线粒体,E表示内质网,F表示高尔基体。
分析图2,脂质和蛋白质是生物膜的重要组成成分,这说明甲和乙含有膜结构,丙没有膜结构;甲含有核酸,在动物细胞中应该是线粒体;乙不含核酸,可能是内质网、高尔基体、溶酶体;丙含有核酸,应该是核糖体。
【小问1详解】
生物膜系统由细胞膜、核膜及细胞器膜组成,A双层膜结构的是核膜。B是细胞膜,C表示叶绿体,D表示线粒体,E表示内质网,F表示高尔基体,故未能在图中表示出来的具膜细胞器有溶酶体、液泡。
【小问2详解】
内质网是细胞中膜面积最大的细胞器,是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输的通道。参与蛋白质
加工、分类、包装,有“交通枢纽”之称的结构是高尔基体,因为高尔基体可以与内质网上形成的囊泡融合,然后自身形成囊泡与细胞膜融合。
【小问3详解】
细胞膜的功能为将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。若该分泌蛋白为激素,激素作为信息分子能与靶细胞膜上的受体(受体蛋白)结合,从而引起靶细胞的生理活动发生变化,体现了细胞膜具有信息交流的功能。
【小问4详解】
图1中的D对应图2中的甲,都可表示线粒体。图1中的E、F分别为内质网、高尔基体,与图2中的乙对应。生物膜的组成成分为脂质、蛋白质和少量糖类,由于图1中C、D生物膜所含蛋白质的种类和数量不同,因此二者功能差别较大。
27. Ⅰ、为研究大豆光合速率的日变化,研究人员设计了如图甲所示的装置,其中加入的CO₂缓冲液可使体系内 CO₂含量保持相对不变,在自然环境中,测得夏季某晴天一昼夜小室内O₂的变化,如图乙所示。请回答下列问题:
(1)影响图甲小室内 O₂含量变化的环境因素主要是_________。如果突然停止光照,图甲中的红色液滴将向_____移动。
(2)据图乙判断:b点时大豆幼苗的光合作用强度__________(填“大于” “等于”或“小于”)细胞呼吸强度。c点光合速率下降的原因是_____________。
Ⅱ、呼吸熵(RQ) 指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。下图1 表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸熵的实验装置。请分析回答:
(3)图1中物质C是______。产生物质C的场所是__________,若消耗一定量葡萄糖,图示过程中发生能量转换时产生ATP 最多的是_______(填序号)。
(4)小麦种子的呼吸底物除了糖类外,还有脂肪等,在25℃下10min内,如果甲装置中墨滴左移10mm,乙装置中墨滴左移100mm。则萌发小麦种子的呼吸熵RQ的值________。
【答案】(1) ①. 光照强度和温度 ②. 左
(2) ①. 等于 ②. 由于光照过强、温度过高,会导致部分气孔关闭,二氧化碳供应减少,因此光合速率会有所下降
(3) ①. NADH ②. 细胞质基质和线粒体基质 ③. ③
(4)0.9
【解析】
【分析】图甲中放置了CO2缓冲液,该溶液可以维持装置内二氧化碳浓度的相对稳定,为光合作用提供稳定的二氧化碳来源。乙图表示测得夏季某晴天一昼夜小室内O2的变化,图中a点时只进行呼吸作用;b点时小室内氧气维持平衡,表示此时光合速率等于呼吸速率;中午12点左右,由于光照过强,温度过高,会导致气孔关闭,二氧化碳供应减少,因此光合速率会有所下降。
分析图2:甲装置中清水不吸收二氧化碳,也不释放气体,因此甲中液滴移动的距离代表细胞呼吸产生二氧化碳量与消耗氧气的差值;乙装置中KOH的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,因此乙中液滴移动的距离代表细胞呼吸产生消耗的氧气量。
【小问1详解】
小室中植物进行呼吸作用,也进行光合作用,由于小室中放置了CO2缓冲液,该溶液可以维持装置内CO2浓度的相对稳定,因此影响甲图小室内O2变化的环境因素主要是光照强度和温度。绿色植物释放的O2来自水的分解,突然停止光照,甲图装置中植株只进行呼吸作用,呼吸作用消耗氧气,产生的二氧化碳被缓冲液吸收,会使装置中气体总量减少,因此甲图中的红色液滴向左移动。
【小问2详解】
据图乙判断:b点时小室内氧气维持平衡,表示此时光合速率等于呼吸速率。b点时大豆幼苗的光合作用强度等于细胞呼吸强度。c点是中午12点左右,由于光照过强、温度过高,会导致部分气孔关闭,二氧化碳供应减少,因此光合速率会有所下降。
【小问3详解】
图1中过程③是有氧呼吸第三阶段,故物质C是NADH。产生物质NADH的是有氧呼吸第一阶段和第二阶段,故场所为细胞质基质和线粒体基质。①为细胞呼吸第一阶段,②为产生酒精的无氧呼吸第二阶段,③为有氧呼吸第三阶段,④为有氧呼吸第二阶段。若消耗一定量葡萄糖,图示过程中发生能量转换时产生ATP 最多的是有氧呼吸第三阶段,即图中的③。
【小问4详解】
甲装置中清水不吸收二氧化碳,也不释放气体,因此甲中液滴移动的距离代表细胞呼吸产生二氧化碳量与消耗氧气的差值;乙装置中KOH的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,因此乙中液滴移动的距离代表细胞呼吸产生消耗的氧气量。甲装置中墨滴左移10mm,说明氧气消耗量比二氧化碳产生量多10mm,乙装置中墨滴左移100mm,说明氧气消耗量为100。所以,二氧化碳为100-10=90mm,呼吸熵为释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积=90÷100=0.9。
28. 叶片吸收的过剩光能会造成氧自由基等有害物质的积累。非光化学淬灭(NPQ) 可通过叶绿体中叶黄素的某些化学反应将过剩光能以热能形式散失,NPQ机制的启动和关闭特点如图所示(虚线表示能量流向) 。
(1)光合色素中含量最高的是____________。光合色素吸收的光能转化为______和______中的化学能,其中后者是一种活泼的还原剂。
(2)NPQ 过程发生场所是____________, 通过 NPQ 机制散失的能量_______(填“能”或“不能”) 被植物利用。
(3)科研人员获得了 VPZ 基因过表达的转基因大豆株系,该株系在由强光转为弱光后NPQ 机制关闭的时间缩短。在进行大田种植时与野生型相比,转基因大豆产量将______,可能的原因是_________;在稳定适宜光照条件下,与野生型相比,转基因大豆的产量_______(填“有”或“无”) 显著差异。
【答案】(1) ①. 叶绿素a ②. ATP ③. NADPH
(2) ①. 叶绿体类囊体薄膜 ②. 不能
(3) ①. 提高 ②. 大田种植时,光照强弱转变频繁,转基因大豆通过缩短NPQ机制关闭的时间,可减少光能的损失,提高作物产量 ③. 无
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成;光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
光合色素中含量最高的是叶绿素a,呈现蓝绿色。根据光合作用的过程,叶绿体中光合色素吸收的光能,启动光反应过程,主要有两个用途,一是在酶的催化作用下,提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP,即ATP的形成,二是将水光解产生氧气和NADPH(一种活泼的还原剂)。
【小问2详解】
据题干信息“非光化学淬灭 (NPQ) 可通过叶绿体中叶黄素的某些化学反应将过剩光能以热能形式散失”可知,叶绿体中色素分布在类囊体薄膜上,推测NPQ过程发生场所是叶绿体类囊体薄膜上。通过NPQ机制散失的能量是热能,植物体不能利用热能。
【小问3详解】
与野生型烟草相比,转基因大豆在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短,大田种植时,光照强弱转变频繁,转基因大豆通过缩短NPQ机制关闭的时间,可减少光能的损失,提高作物产量,因此转基因大豆产量将提高。在稳定适宜光照条件下,叶片吸收适量光能,NPQ机制不启动,因此与野生型相比,转基因大豆的产量无显著差异。
29. H⁺-K⁺-ATP酶位于胃壁细胞,是质子泵的一种,它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H⁺/K⁺跨膜转运,不断将胃壁细胞内的H⁺运输到膜外胃腔中,对胃酸的分泌及胃的消化功能具有重要的生理意义。 “+”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题。
注:M₁-R、H₂-R、G-R为胃壁细胞膜上三种不同受体。
(1)构成胃壁细胞膜的基本支架是____________。
(2)据图分析,在胃壁细胞内,H⁺通过________方式转运至细胞外。H⁺-K⁺-ATP酶在该过程的作用是___________。
(3)图中信号分子与受体结合后可通过_____________(填物质) 促进质子泵磷酸化,从而促进胃酸的分泌。
(4)胃酸分泌过多是引起胃溃疡主要原因,药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂,能有效减缓胃溃疡症状,用奥美拉唑治疗胃溃疡理由是_________。
【答案】(1)磷脂双分子层
(2) ①. 主动运输 ②. 作为载体蛋白和催化ATP水解
(3)cAMP和Ca2+
(4)奥美拉唑抑制H+-K+-ATP酶的活性,减少胃壁细胞分泌胃酸
【解析】
【分析】据图分析,H+-K+-ATP酶能将钾离子转运到胃壁细胞内,将氢离子运出胃壁细胞,钙离子、cAMP能促进H+-K+-ATP酶的磷酸化,促进氢离子和钾离子的转运。
【小问1详解】
细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
【小问2详解】
胃腔中有大量盐酸,氢离子浓度大于胃壁细胞内的氢离子浓度,H+通过主动运输被转运到细胞外,主动运输需要能量和载体,据图可知,H+-K+-ATP酶既可以催化ATP水解为主动运输供能,又是转运氢离子和钾离子的载体。
【小问3详解】
据图分析可知,信号分子与受体结合后可通过cAMP和Ca2+促进磷酸化,从而促进胃酸的分泌。
【小问4详解】
氢离子过多的被转运到胃腔中导致胃酸分泌过多,引起胃溃疡。H+通过主动运输被转运到细胞外,药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性,使氢离子的主动运输受到抑制,减少胃壁细胞分泌胃酸,达到治疗的目的。
30. 玉米秸秆中富含纤维素,生产中可通过添加酶制剂将秸秆分解成葡萄糖,再进一步转化为其他化工原料。回答下列问题:
(1)若要将玉米秸秆中的纤维素分解为葡萄糖,应在粉碎后的玉米秸秆中加入纤维素酶而不是淀粉酶,
这是因为酶具有____________的特性。在适宜的温度和pH条件下,纤维素酶能将纤维素分解,而在高温或强酸、强碱条件下纤维素酶不能发挥作用,这说明酶具有的特性是_______。纤维素酶作用的机理是____________。
(2)科研人员想要探究某种纤维素酶的最适温度,实验过程如下:
a、将玉米秸秆粉碎制备成溶液, 设置20℃、25℃、30℃、35℃、40℃5个温度梯度。
b、取5支试管均加入10mL玉米秸秆溶液,向每支试管中各加入1mL适宜浓度的纤维素酶溶液。
c、将5支试管分别置于不同温度的水浴锅中保温,反应5min后进行检测并记录。
①指出实验的错误并改进:________。
②该实验________(填“能”或“不能”) 用斐林试剂作为检测试剂,理由是: _______。
【答案】(1) ①. 专一性 ②. 作用条件较温和 ③. 降低化学反应(纤维素分解)所需的活化能
(2) ①. b步骤错误,正确的操作应该是:将玉米秸秆溶液和纤维素酶溶液在不同温度水浴锅中保温进行预处理,再将相同温度的玉米秸秆溶液和纤维素酶溶液混合反应 ②. 不能 ③. 该实验的自变量为温度,而斐林试剂使用时需50~65℃水浴加热,改变自变量会影响实验结果
【解析】
【分析】还原糖与斐林试剂发生作用,在水浴加热(50~65℃)的条件下会生成砖红色沉淀。酶的作用机理是降低化学反应的活化能。酶具有专一性、高效性、作用条件较温和的特性。
【小问1详解】
因为酶具有专一性,纤维素酶只能催化纤维素水解,淀粉酶只能催化淀粉水解,因此,若要将玉米秸秆中的纤维素分解为葡萄糖,应在粉碎后的玉米秸秆中加入纤维素酶而不是淀粉酶。酶的作用条件较温和,在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。温度过高、过酸或过碱都会使酶因空间结构遭到破坏而永久失活。在适宜的温度和pH条件下,纤维素酶能将纤维素分解,而在高温或强酸、强碱条件下纤维素酶不能发挥作用,这说明酶的作用条件较温和。纤维素酶作用的机理是:降低化学反应(纤维素分解)所需的活化能。
【小问2详解】
①探究某种纤维素酶的最适温度,自变量是温度的不同。由于酶具有高效性,因此在进行实验时,应先使酶溶液和底物溶液分别达到实验设定的温度后再混合,以免对实验结果产生干扰,而在题述的b步骤中并没有进行此项操作,存在明显的错误,正确的操作应该是:将玉米秸秆溶液和纤维素酶溶液在不同温度水浴锅中保温进行预处理,再将相同温度的玉米秸秆溶液和纤维素酶溶液混合反应。
②还原糖与斐林试剂发生作用,在水浴加热(50~65℃)的条件下会生成砖红色沉淀。因该实验的自变量为温度,而斐林试剂使用时需50~65℃水浴加热,会导致反应体系温度发生改变,进而影响实验结果,所
以该实验不能用斐林试剂作为检测试剂。
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